一种基于边界估值理论的负荷预测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于边界估值理论的负荷预测方法和装置，结合大量的系统历史运行数据，利用边界估值预测模型为节点负荷构建高可靠性高质量的预测区间，采用支路状态决策树进行极端尖峰场景的状态预判，在缩减备选预测场景数目的基础上进行电网潮流计算，为电网调度人员提供未来时刻点精准高效的实时电网安全性分析结果，缓解组合爆炸问题，减小计算开销，为调度部门提供更多的决策信息。本发明专利技术的方法和装置为电力负荷预测体系提供了高准确度的预测框架，有利于最大限度的降低高峰时段引起的风险和损失，提高负荷利用率，同时通过合理的调度优化可以有效提高系统运行的经济水平，缓解电力紧张的情况，进而提高电力系统的稳定性和运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边界估值理论的负荷预测方法和装置
本专利技术属于电力系统运行分析规划
，尤其涉及一种基于边界估值理论的负荷预测方法和装置。
技术介绍
电力能源是人类生存和发展的重要基础。近年来，随着经济的迅猛发展和电力系统市场化改革的不断深化，我国电力负荷急剧增加，电力系统峰谷差日益增大，从而导致负荷率下降，特别在负荷高峰时段电力供应情况最为严峻。传统电网调度方式以最大限度维持电网功率平衡为目标、调度发电侧电源以满足电网负荷的变化。传统调度业务依赖于人工经验，以电力系统安全为最高目标，特别是在可再生能源发电系统大量接入后，电网调控运行难度加大，弃风弃光现象频频出现，拉低了电网整体运行效率。与此同时，用户侧的移峰生产的潜力并未充分挖掘，对未来时刻确定性负荷信息的预测准确度不够高，导致电网设备资源利用率偏低，电网调度无法有效发挥指导生产的作用，无法满足调度计划安全经济一体化的需求。
技术实现思路
为平拟峰谷差，提高电能利用率及经济性，本专利技术主要从电力需求侧调度管理出发，一方面，提出了一种基于边界估值理论的负荷预测方法，包括：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边界估值理论的负荷预测方法，包括：/n步骤1：采集电网的拓扑结构信息、电网内所有节点的实时负荷数据以及对应时刻支路的实时电流值，并根据采集的数据确定网络拓扑结构表；/n根据网络拓扑结构表中各支路每一历史采集周期时刻点的历史功率，以及预先制定的支路状态判定规则，为各支路打上实时状态标签，建立历史时刻状态表；经过对历史时刻状态表中的历史负荷数据的训练与测试，为每条支路生成一个对应的基于决策树的状态分类器，用于未来时刻的状态判定；/n步骤2：利用边界估计方法生成预测模型，基于模拟退火算法并利用经预处理操作的历史负荷数据作为训练和测试数据对所述预测模型进行优化，得到优化后的预测模型；/n步...

【技术特征摘要】
1.一种基于边界估值理论的负荷预测方法，包括：
步骤1：采集电网的拓扑结构信息、电网内所有节点的实时负荷数据以及对应时刻支路的实时电流值，并根据采集的数据确定网络拓扑结构表；
根据网络拓扑结构表中各支路每一历史采集周期时刻点的历史功率，以及预先制定的支路状态判定规则，为各支路打上实时状态标签，建立历史时刻状态表；经过对历史时刻状态表中的历史负荷数据的训练与测试，为每条支路生成一个对应的基于决策树的状态分类器，用于未来时刻的状态判定；
步骤2：利用边界估计方法生成预测模型，基于模拟退火算法并利用经预处理操作的历史负荷数据作为训练和测试数据对所述预测模型进行优化，得到优化后的预测模型；
步骤3：针对未来某一时刻，利用所述步骤2得到的优化后的预测模型得到各节点的上、下限预测值并进行反归一化操作；将每个节点的上限值进行组合，形成一个极端尖峰场景，并结合基于决策树的状态分类器对各支路状态进行预判，按照预判的各支路的状态标签，形成相应的节点备选方式集；利用网络拓扑结构表中各节点的层次关系和节点数据，将节点备选方式集进行组合，形成待分析的潮流计算场景，通过对待分析的潮流计算场景进行分析，得到电网安全性分析结果。


2.根据权利要求1所述的一种基于边界估值理论的负荷预测方法，其特征在于：所述步骤1中，所述电网内所有节点的实时负荷数据包含有功功率和无功功率。


3.根据权利要求1所述的一种基于边界估值理论的负荷预测方法，其特征在于：所述步骤1中，各支路的实时状态标签包括过载报警、临界预警、正常波动。


4.根据权利要求1所述的一种基于边界估值理论的负荷预测方法，其特征在于：所述步骤2中，所述预处理操作具体为将不同量纲的历史负荷数据归一化形成标量数据，多维数据的各维度取值设置为[-1,1]范围之内。


5.根据权利要求1所述的一种基于边界估值理论的负荷预测方法，其特征在于：所述步骤2中，基于模拟退火算法并利用经预处理操作的历史负荷数据作为训练和测试数据对所述预测模型进行优化具体为，按照模拟退火算法流程迭代最小化目标函数，直至满足终止条件训练结束，最终保存能使训练集损失最小的模型参数，得到优化后的预测模型。


6.根据权利要求1所述的一种基于边界估值理论的负荷预测方法，其特征在于：所述步骤3中，所述形成相应的节点备选方式集具体为，对于预判为正常波动的支路，选取该支路上的所有节点的平均预测值分别加入对应的节点备选方式集；对于预判为临界预警和过载报警的支路，选取该支路上的所有节点的上限、下限及平均值分别加入对应的节点备选方式集。


7.根据权利要求6所述的一种基于边界估值理论的负荷预测方法，其特征在于所述步骤3中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓亮，晋飞，卢晓惠，曹凯，唐敏，黄海丽，王娟娟，李国强，邱正美，孙守鑫，宋战慧，刘忠辉，温国强，侯保刚，魏玉苓，朱晓耕，杨君仁，辛翠芹，张迪，孙赛赛，邢方方，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司潍坊供电公司，
类型：发明
国别省市：山东;37